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X-레이 활성화 리포솜 치료, 대장 종양 축소에 효과 있어
등록일 : 2018-07-27 10:49 | 최종 승인 : 2018-07-27 10:49
김성은
▲리포솜의 분자 구조(출처=셔터스톡)

[메디컬리포트=김성은 기자] 리포솜은 표적치료를 위해 항암제를 전달하는 약물전달체계이지만, 문제는 적시에 약물을 전달할 수 있느냐는 것이다. 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 나노기술을 적용했다.

본 연구에 사용한 리포솜은 금 나노입자와 결합했다. 나노입자는 약물 분사의 스위치 기능을 하는 한편, 엑스레이(X-레이)는 촉매 메커니즘으로 작용한다. 연구팀은 이 방법으로 약물을 종양에 적시에 전달할 수 있을 것이라고 전망하고 있다.

엑스레이 촉진으로 가능해진 새로운 리포솜 약물전달체계

리포솜은 조직으로 물질을 전달할 수 있는 만구형 주머니다. 일반적으로 의학 연구자들은 이 낭포를 화학요법 물질을 전달하기 위해 사용하고 있다. 이번 연구를 주도한 나노스케일바이오포토닉스 센터(Center for Nanoscale BioPhotonics) 연구팀은 대장의 일부분인 결장에 발생한 종양을 치료하기 위해 나노거품을 개발했다.

먼저 연구팀은 독소루비신(doxorubicin)이라는 항암제를 위한 충분한 저장 공간이 있는 리포솜을 만들었다. 독소루비신은 DNA 복제와 세포 분화 작용을 하는 국소이성질화효소 2형(topoisomerase2, 토포이소머라아제2)라는 효소 분해를 통해 종양 세포 성장을 늦추거나 막는다. 다음으로 연구팀은 낭포 벽에 금 나노입자와 베르테포르핀(verteporfin)이라는 광민감성 분자를 탑재했다. 베르테포르핀은 심각한 안구 질환을 치료할 때 레이저와 함께 사용하는 물질이다.

연구팀은 충분한 리포솜을 생성한 후, 실험실 환경에서 그 성능을 테스트했다. 그리고 표준 엑스레이에 노출시키기 전 장 종양에 착상시킨 후 리포솜에 방사선을 쏘이자, 분자 베르테포르핀은 불안정한 리포솜막을 만든 반응성 일중항산소를 생성했다.

엑스레이 에너지가 닿은 금 나노입자는 베르테포르핀의 반응을 강화했으며, 세포막의 불안정화를 가속했다. 세포막이 깨지자, 약물이 암세포로 확산됐다.

2주 동안 나노거품으로 치료받은 종양세포는 점점 수축했다. 방사선을 사용하지 않은 독소루비신 요법과 대조 시 나노거품으로 촉발된 엑스레이의 유효성은 상당히 높았다.

"리포솜은 가장 효과적인 치료를 위해 적시적소에 약물을 배출했다. 이를 위한 한 가지 방법은 필요한 시점과 위치에서 리포솜이 깨질 수 있도록 촉진하는 것이다. 엑스레이로 촉진 가능한 리포솜은 필요한 때 언제든지 약물을 배출할 수 있다"고 이번 연구의 선임 저자 웨이 덩 박사는 설명했다.

에와 골디 교수는 방사선요법과 화학요법을 별도로 처치했던 기존 방법과는 달리 새로운 치료법은 표준 엑스레이 종양요법과 동시에 사용할 수 있다고 강조했다. 새로운 치료법의 동기화 및 표준요법으로 약물이나 방사선 용량을 줄일 수 있으며, 치료 결과도 개선될 것으로 보인다.

연구진은 나노거품을 최적화해 사람을 대상으로 한 최초의 임상 시험을 진행할 수 있게 됐다. 임상시험 피험자의 안전성을 보장하기 위해 나노거품의 독성 효과를 조사할 계획이다.

▲피로로 인해 휴식을 취하고 있는 여성 (출처=셔터스톡)

리포솜 독소루비신

앞서 언급했던 것처럼, 전 세계 수많은 연구자들이 암 치료에 사용되는 리포솜을 연구 중이다. 그 결과 중 하나는 리포솜 독소루비신이라는 화학요법으로 유방암과 난소암, 다발성 골수종, 카포시 육종, 취약한 면역체계와 관련된 암 등 여러 종류의 암을 치료하는 데 사용되고 있다.

영국암연구센터(CRUK)에 따르면, 리포솜 독소루비신은 밝은 붉은색을 띤 액체로 환자의 혈류로 주입한다. 환자의 팔에 '캐뉼라'라고 하는 얇은 튜브를 사용해 처치하는데, 30~90분 정도소요되며 일주일에 2~4회 치료를 받아야 하지만, 암 유형에 따라 횟수는 조정할 수 있다.

리포솜 독소루비신의 부작용

리포솜 독소루비신을 처방 받는 환자 중 10%가량이 감염증과 숨 차는 증상, 잇몸 출혈, 코피, 피로, 구강 통증, 소변색 변화, 체중 감소 등의 경미한 부작용을 앓을 수 있다.

이 치료제를 처방 받는 환자의 1~10%는 안구 질환, 손가락 및 발가락 무감각증, 심장 근육 손상, 피부 변화, 복통, 근육 및 관절통, 졸림 등 중등도의 부작용을 겪을 수 있다. 아주 드문 경우 1%가량은 처방 부위의 염증과 홍반 등 중증의 부작용이 나타날 수 있다.

리포솜 Ara-C

연구를 통해 밝혀진 또 다른 리포솜 화학요법은 리포솜 Ara-C라고 부르며, C는 시타라빈(cytarabine)의 유전학 명칭이다. 두뇌벽 및 척수 림프종인, 림프구성 뇌수막염을 치료하기 위해 사용한다. 리포솜 Ara-C는 심실 내 또는 척추관 주사로 처방해야 한다. 혈액 뇌간문의 방어 특성을 우회할 수 있는 방법으로 처치해야 한다.

리포솜 요법이 암 표준 치료법이 되기 위해서는 극복해야 할 수많은 문제점이 있다. 그러나 기술의 발전과 잠재력으로, 연구진들은 곧 표적 화학요법을 위한 효과적인 리포솜 치료법을 개발할 것으로 전망된다.

[메디컬리포트=김성은 기자]

[메디컬리포트=김성은 기자]

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